JP5924956B2 - ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、ズームレンズに関し、例えばデジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、ＴＶカメラ、監視用カメラ等の撮像装置の撮影光学系として好適なものである。

近年、固体撮像素子を用いたビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、等の撮像装置においては、高機能化とともに装置全体が小型化されている。そしてそれに伴って、これらに用いる撮影光学系としては、レンズ全長が短くコンパクト（小型）でしかも広画角、高ズーム比で高性能（高解像力）なズームレンズであることが要求されている。全系が小型で広画角、高ズーム比のズームレンズとして、負の屈折力のレンズ群が先行する（最も物体側に位置する）ネガティブリード型のズームレンズが知られている。

ネガティブリード型のズームレンズとして、物体側より像側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群より成る３群ズームレンズが知られている。この３群ズームレンズにおいて、第１レンズ群を負レンズと正レンズより構成し、第２レンズ群を３つのレンズより構成し、第３レンズ群を１つの正レンズより構成した小型で広画角の３群ズームレンズが知られている（特許文献１、２）。

特許文献１では、銀塩カメラ換算で焦点距離２９ｍｍ、ズーム比４．７倍程度の小型のズームレンズを開示している。また特許文献２では、銀塩カメラ換算で焦点距離２６ｍｍ、ズーム比３．８倍程度の小型のズームレンズを開示している。

特開２０１１−０６４９３３号公報 特開２０１０−１９１２４１号公報

近年、撮像装置に用いられるズームレンズは、全系が小型で広画角、高ズーム比であることが強く要望されている。前述したネガティブリード型の３群ズームレンズにおいて全系の小型化及び高ズーム比化を図るには、例えば主変倍を担う第２レンズ群の焦点距離を縮めること（屈折力を強めること）が効果的である。しかし、単純に焦点距離を縮めてしまうと、ペッツバール和が増加し、ズーム領域全域で平坦な像面特性を実現することが困難となる。ペッツバール和の増加を抑えるには、正の屈折力を複数の正レンズで分担する、もしくは正レンズに高屈折率材料を用いるのが有効である。

特許文献１の各実施例の全系に含まれる正レンズの材料の屈折率の平均値は１．７１程度である。また特許文献２の各実施例の全系に含まれる正レンズの材料の屈折率の平均値は１．７４程度である。これらのレンズ構成にて正レンズの枚数を増やさずに、第２レンズ群の焦点距離を縮めてさらに、高ズーム比化と全系の小型化を図ろうとすると、ズーム領域全域で像面湾曲が増大し、平坦な像面特性を実現するのが難しくなる。

全系の小型化と高ズーム比化を図りつつ、ズーム領域全域において平坦な像面特性を得るには（像面湾曲を少なくするには）、ズームレンズを構成する各レンズ群のレンズ構成や各レンズ群の屈折力等を適切に設定することが重要になってくる。例えば、第２レンズ群の屈折力や全系に含まれる正レンズの材料等を適切に設定することが重要で、これらの構成が不適切であると全系の小型化及び広画角化、高ズーム比化を図りつつ、高い光学性能を得るのが大変困難になってくる。

本発明は、レンズ系全体がコンパクトで、また高ズーム比で、全ズーム範囲で高い光学性能が得られるズームレンズ及びそれを有する撮像装置を提供することを目的とする。

本発明のズームレンズは、物体側より像側へ順に配置された、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群からなり、ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化するズームレンズにおいて、前記第２レンズ群は、物体側より像側へ順に配置された、正レンズ、正レンズと負レンズを接合した接合レンズからなり、前記第３レンズ群は、１枚の正レンズからなり、
前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、望遠端における全系の焦点距離をｆＴ、全系に含まれる正レンズの材料の屈折率の平均値をＮｐａｖｅ、全系に含まれる全ての正レンズの材料のアッベ数の平均値をνｐａｖｅとしたとき、
０．１００＜ｆ２／ｆＴ＜０．４２５
１．７５＜Ｎｐａｖｅ＜２．５０
３０＜νｐａｖｅ＜４５
なる条件式を満足することを特徴としている。
この他、本発明のズームレンズは、物体側より像側へ順に配置された、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群からなり、ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化するズームレンズにおいて、前記第２レンズ群は、物体側より像側へ順に配置された、正レンズ、正レンズと負レンズを接合した接合レンズからなり、
前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３、望遠端における全系の焦点距離をｆＴ、全系に含まれる正レンズの材料の屈折率の平均値をＮｐａｖｅとしたとき、
０．１００＜ｆ２／ｆＴ＜０．４２５
１．７５＜Ｎｐａｖｅ＜２．５０
０．５＜ｆ３／ｆＴ＜１．０
なる条件式を満足することを特徴としている。
この他、本発明のズームレンズは、物体側より像側へ順に配置された、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群からなり、ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化するズームレンズにおいて、前記第２レンズ群は、物体側より像側へ順に配置された、正レンズ、正レンズと負レンズを接合した接合レンズからなり、
前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３、望遠端における全系の焦点距離をｆＴ、全系に含まれる正レンズの材料の屈折率の平均値をＮｐａｖｅとしたとき、
０．１００＜ｆ２／ｆＴ＜０．４２５
１．７５＜Ｎｐａｖｅ＜２．５０
０．３＜｜ｆ１／ｆ３｜＜０．７
なる条件式を満足することを特徴としている。

本発明によれば、レンズ系全体がコンパクトで、また高ズーム比で、全ズーム範囲で高い光学性能が得られるズームレンズが得られる。

本発明の数値実施例１のレンズ断面図 （Ａ），（Ｂ），（Ｃ） 本発明の数値実施例１の広角端，中間のズーム位置，望遠端における収差図 本発明の数値実施例２のレンズ断面図 （Ａ），（Ｂ），（Ｃ） 本発明の数値実施例２の広角端，中間のズーム位置，望遠端における収差図 本発明の数値実施例３のレンズ断面図 （Ａ），（Ｂ），（Ｃ） 本発明の数値実施例３の広角端，中間のズーム位置，望遠端における収差図 本発明の数値実施例４のレンズ断面図 （Ａ），（Ｂ），（Ｃ） 本発明の数値実施例４の広角端，中間のズーム位置，望遠端における収差図 本発明の撮像装置の要概略図

以下に本発明の好ましい実施形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。本発明のズームレンズは、物体側より像側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群からなっている。そして、ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化する。

具体的には、広角端から望遠端へのズーム位置へのズーミングに際して、第１レンズ群Ｌ１が像側に凸状の軌跡の一部を描いて略往復移動して、変倍に伴う像面変動を補正している。第２レンズ群Ｌ２が物体側に単調に移動して主たる変倍を行っている。第３レンズ群Ｌ３は像側に移動している。

図１は本発明の実施例１のズームレンズの広角端（短焦点距離端）におけるレンズ断面図である。図２（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）はそれぞれ実施例１のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端（長焦点距離端）における収差図である。実施例１はズーム比４．７１、開口比２．８３〜７．１０程度のズームレンズである。

図３は本発明の実施例２のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。図４（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）はそれぞれ実施例２のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。実施例２はズーム比５．４４、開口比３．５０〜７．１０程度のズームレンズである。

図５は本発明の実施例３のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。図６（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）はそれぞれ実施例３のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。実施例３はズーム比５．８４、開口比３．６３〜７．１０程度のズームレンズである。

図７は本発明の実施例４のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。図８（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）はそれぞれ実施例４のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。実施例４はズーム比５．３９、開口比３．５０〜７．１０程度のズームレンズである。図９は本発明のズームレンズを備えるデジタルスチルカメラ（撮像装置）の要部概略図である。レンズ断面図において、左方が物体側（前方）で、右方が像側（後方）である。

レンズ断面図において、Ｌ１は負の屈折力（光学的パワー＝焦点距離の逆数）の第１レンズ群、Ｌ２は正の屈折力の第２レンズ群、Ｌ３は正の屈折力の第３レンズ群である。ＳＰは開放Ｆナンバー（Ｆｎｏ）光束を決定（制限）する開口絞りの作用をするＦナンバー決定部材（以下「開口絞り」と呼ぶ）である。Ｇは光学フィルタ、フェースプレート、水晶ローパスフィルタ、赤外カットフィルタ等に相当する光学ブロックである。

ＩＰは像面であり、ビデオカメラやデジタルスチルカメラの撮影光学系として使用する際にはＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）の撮像面が置かれる。又、銀塩フィルム用カメラの撮影光学系として使用する際にはフィルム面に相当する感光面が置かれている。収差図において、ｄ、Ｆは各々ｄ線及びＦ線、ΔＭ、ΔＳはメリディオナル像面、サジタル像面を表している。また、軸上および倍率色収差は、ｇ線によって表している。ＦｎｏはＦナンバー、ωは半画角（度）である。

尚、以下の各実施例において広角端と望遠端は変倍用レンズ群（第２レンズ群Ｌ２）が機構上、光軸上移動可能な範囲の両端に位置したときのズーム位置をいう。レンズ断面図において、矢印は広角端から望遠端へのズーミングに際しての各レンズ群の移動軌跡を示している。

各実施例のズームレンズでは、広角端から望遠端のズーム位置へのズーミングに際して、第１レンズ群Ｌ１が像側に凸状の軌跡の一部を描いて略往復移動して、変倍に伴う像面変動を補正している。第２レンズ群Ｌ２が物体側に単調に移動して主たる変倍を行っている。第３レンズ群Ｌ３は像側に移動している。第３レンズ群Ｌ３を物体側に移動させて無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングを行っている。

各実施例において、第２レンズ群Ｌ２は、物体側より像側へ順に、正レンズ、正レンズと負レンズを接合した接合レンズからなっている。第２レンズ群Ｌ２の焦点距離をｆ２、望遠端における全系の焦点距離をｆＴ、全系に含まれる正レンズの材料の屈折率の平均値をＮｐａｖｅとする。

このとき、
０．１００＜ｆ２／ｆＴ＜０．４２５ ・・・（１）
１．７５＜Ｎｐａｖｅ＜２．５０ ・・・（２）
なる条件式を満足している。

次に条件式（１）、（２）の技術的意味について説明する。条件式（１）は第２レンズ群Ｌ２の焦点距離と望遠端における全系の焦点距離の関係を規定する。条件式（１）の上限を超えると、ズーム領域全域で球面収差がオーバー方向に多く発生する。また、第２レンズ群Ｌ２の変倍作用が低下するため、望遠端の焦点距離を長くし、所定のズーム比を得ようとすると、第２レンズ群Ｌ２のズーミングに際しての移動量が大きくなり、レンズ全長が大型化してくる。また下限を超えると、第２レンズ群Ｌ２の屈折力が強まり過ぎてしまい、望遠端において像面湾曲がアンダー方向に多く発生する。

条件式（２）は全系に含まれる全ての正レンズの材料の屈折率の平均値を規定する。ズーム領域全域に渡り、像面湾曲を小さく抑えるにはペッツバール和を小さくするのが有効である。レンズ枚数を増やさずにペッツバール和を小さくするには、正レンズを高屈折率材料より構成するのがよい。

条件式（２）の上限を超えて正レンズの材料の屈折率の平均値が大きい場合は、実在のガラス材料では、同時に分散も大きくなりすぎてしまい、ズーム領域全域でｇ線の軸上色収差がアンダー側に多く発生する。また下限を超えて正レンズの材料の屈折率の平均値が小さすぎる場合はペッツバール和が大きくなりすぎてしまい、ズーム領域全域で像面湾曲がアンダー側に多く発生する。条件式（１）、（２）を満たすことによって、レンズ全長の小型化を図りつつ高ズーム比で像面湾曲が小さく良好な光学性能を有するズームレンズを実現することが容易となる。

なお更に好ましくは、条件式（１）、（２）の数値範囲を以下の範囲に設定することが好ましい。
０．２＜ｆ２／ｆＴ＜０．４２５ ・・・（１ａ）
１．７５＜Ｎｐａｖｅ＜２．２ ・・・（２ａ）
更に好ましくは、条件式（１ａ）、（２ａ）の数値範囲を以下の範囲に設定することが好ましい。
０．３＜ｆ２／ｆＴ＜０．４２５ ・・・（１ｂ）
１．７５＜Ｎｐａｖｅ＜２．０ ・・・（２ｂ）
以上のように各実施例によれば全系の小型化と高ズーム比化を図りつつ、ズーム領域全域に渡り像面湾曲が良好に補正された高い光学性能を有するズームレンズが得られる。

各実施例において更に好ましくは次の諸条件のうち１つ以上を満足するのが良い。第１レンズ群Ｌ１と第３レンズ群Ｌ３の焦点距離を各々ｆ１、ｆ３とする。第２レンズ群Ｌ２の広角端における結像倍率をβ２ｗ、第２レンズ群Ｌ２の望遠端における結像倍率をβ２ｔとする。

全系に含まれる全ての正レンズの焦点距離の平均値をｆｐａｖｅ、全系に含まれる全ての負レンズの焦点距離の平均値をｆｎａｖｅとする。全系に含まれる全ての正レンズの材料のアッベ数の平均値をνｐａｖｅとする。第２レンズ群Ｌ２に含まれる接合レンズの接合レンズ面の曲率半径をＲ２ｃとする。

このとき次の条件式のうち１以上を満足するのが良い。
０．５＜ｆ３／ｆＴ＜１．０ ・・・（３）
０．３＜｜ｆ１／ｆ３｜＜０．７ ・・・（４）
４．５５＜β２ｔ／β２ｗ＜８．００ ・・・（５）
１．０＜｜ｆｐａｖｅ／ｆｎａｖｅ｜＜２．６ ・・・（６）
３０＜νｐａｖｅ＜４５ ・・・（７）
−１．１０＜Ｒ２ｃ／ｆＴ＜−０．０５ ・・・（８）
次に各条件式の技術的意味について説明する。

条件式（３）は第３レンズ群Ｌ３の焦点距離と望遠端における全系の焦点距離の関係を規定する。条件式（３）の上限を超えて第３レンズ群Ｌ３の焦点距離が望遠端における全系の焦点距離に対して大きすぎる場合、射出瞳を像面から遠ざけるのが困難となる。このため、固体撮像素子への軸外光線の入射角度が大きくなり、シェーディングが多く発生する。また第３レンズ群Ｌ３でフォーカシングを行う場合に、フォーカスのための移動量が増大し全系が大型化してくる。また下限を超えた場合、全系の屈折力に対して第３レンズ群Ｌ３の屈折力が強まり過ぎて、望遠端において像面湾曲がアンダー側に多く発生する。

条件式（４）は第１レンズ群Ｌ１の焦点距離と第３レンズ群Ｌ３の焦点距離の関係を規定する。条件式（４）の上限を超えて第１レンズ群Ｌ１の焦点距離が第３レンズ群Ｌ３の焦点距離に対して大きすぎる場合、広角端においてｇ線の倍率色収差がオーバー側に多く発生する。また、第３レンズ群Ｌ３の焦点距離に対して、第１レンズ群Ｌ１の屈折力が弱まり過ぎるため、広角端において軸外光束を屈曲する作用が薄れる。

第１レンズ群Ｌ１の光学有効径は広角端における軸外光束の入射高で決まるため、広角端において軸外光束の屈曲作用が弱いと、第１レンズ群Ｌ１のレンズ径が増大し、小型化が困難になる。また下限を超えた場合、全系の屈折力に対して第１レンズ群Ｌ１の屈折力が強まり過ぎてしまい、広角端において像面湾曲がオーバー側に多く発生する。

条件式（５）はズーミングの際の第２レンズ群Ｌ２の広角端と望遠端の変倍比の比率を規定する。条件式（５）の上限を超えると、広角端から望遠端へのズーミングに際して、第２レンズ群Ｌ２の変倍分担が過大となる。そのため、第２レンズ群Ｌ２の屈折力を一定とした場合、第２レンズ群Ｌ２の移動量が増大するため、望遠端においてレンズ全長が増大し、全系の小型化が困難になる。

また、第２レンズ群Ｌ２のズーミングに際しての移動量を一定とした場合、第２レンズ群Ｌ２の屈折力が強まり過ぎてしまうため、ペッツバール和が増大し、ズーム領域全域で像面湾曲がアンダー側に多く発生する。また下限を超えると、第２レンズ群Ｌ２の変倍比の変化が過小ととなり、所望のズーム比を得ることが困難となる。

条件式（６）は全系に含まれる全ての正レンズの焦点距離の平均値と負レンズの焦点距離の平均値の比率を規定する。条件式（６）の上限を超えた場合は、負レンズに対して正レンズの屈折力が平均的にゆるくなり過ぎるため、ズーム領域全域で色収差を補正することが困難となる。特に、望遠端でｇ線の軸上色収差がオーバー側に多く発生する。また下限を超えた場合は、正レンズの屈折力が負レンズに対して平均的にきつくなり過ぎるため、正レンズに高屈折率材料を用いてもペッツバール和を小さくすることが困難となり、ズーム領域全域で像面湾曲がアンダー側に多く発生する。

条件式（７）は、全系に含まれる全ての正レンズの材料のアッベ数の平均値を規定する。条件式（７）の上限を超えた場合は、正レンズの材料が平均的に低分散となり過ぎるため、特に第１レンズ群Ｌ１において、負レンズとのアッベ数差を取ることが困難となる。この結果、第１レンズ群Ｌ１内で発生する色収差を補正することが困難となる。また広角端でｇ線の倍率色収差がオーバー側に多く発生する。また下限を超えた場合、正レンズの材料が平均的に高分散となり過ぎるため、ズーム領域全域でｇ線の軸上色収差がアンダー側に多く発生する。

条件式（８）は、第２レンズ群Ｌ２に含まれる接合レンズの接合レンズ面の曲率半径と望遠端における全系の焦点距離の関係を規定する。望遠端における全系の焦点距離を固定とすると、条件式（８）の下限を超えた場合、接合レンズ面の曲率が緩くなり過ぎるため、望遠端で球面収差がオーバー側に多く発生する。また上限を超えて接合レンズ面の曲率半径が小さくなると、接合レンズ面の曲率がきつくなり過ぎるため、広角端で像面湾曲がオーバー側に多く発生する。

実施の形態の効果を更に大きくするために、条件式（３）乃至（８）の数値範囲を以下の範囲に設定することが好ましい。
０．６＜ｆ３／ｆＴ＜０．９ ・・・（３ａ）
０．５＜｜ｆ１／ｆ３｜＜０．７ ・・・（４ａ）
４．５５＜β２ｔ／β２ｗ＜６．００ ・・・（５ａ）
１．５０＜｜ｆｐａｖｅ／ｆｎａｖｅ｜＜２．５８ ・・・（６ａ）
３３＜νｐａｖｅ＜４５ ・・・（７ａ）
−１．１０＜Ｒ２ｃ／ｆＴ＜−０．１ ・・・（８ａ）
次に各実施例のズームレンズのレンズ構成について説明する。

各実施例のズームレンズは、ズーミングに際して広角端に比べて望遠端にて、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２との間隔が狭まり、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３との間隔が広がるように各レンズ群が移動している。更に、広角端に比べて望遠端において、第２レンズ群Ｌ２は物体側に位置している。また第１レンズ群Ｌ１は像側に凸状の軌跡にて移動している。

開口絞りＳＰは、図１の実施例１では第２レンズ群Ｌ２内に、図３，図５，図７の実施例２，３，４では、第２レンズ群Ｌ２より像側に位置している。開口絞りＳＰをこのように配置することにより望遠端において第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の間隔を狭くすることができるため、ズーミングのための第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２との間隔変化量を十分確保することができる。これにより高ズーム比のズームレンズを達成している。

ズーミングに際しての変倍は主に第２レンズ群Ｌ２で行っている。ズーミングに伴うピント変動の補正は主に第１レンズ群Ｌ１で行っている。フォーカシングは第１レンズ群Ｌ１もしくは第３レンズ群Ｌ３を光軸方向に移動させて行っている。第１レンズ群Ｌ１は物体側から像側へ順に、像側に凹面を向けた負レンズ、物体側に凸面を向けた正レンズで構成し、前玉有効径の小型化と色収差の補正を行っている。また、負レンズと正レンズはともに高屈折率材料を用いて所望の屈折力に対して、レンズ面の曲率を緩くすることで広角側において像面湾曲、望遠側において球面収差の発生を低減している。

また正レンズの材料はアッベ数が小さい高分散材料を用い、負レンズの材料のアッベ数との差を十分取るように構成し屈折力を増加させずに色収差を補正している。さらに負レンズの少なくとも１つの面を非球面形状として広画角化を図りつつ、全系の小型化を図りながら広角側において像面湾曲、非点収差を良好に補正している。非球面形状の面は正レンズに設けても同様の効果が得られる。

第２レンズ群Ｌ２は、物体側から像側へ順に、物体側に凸面を向けた正レンズ、正レンズと負レンズを接合した全体として負の屈折力の接合レンズで構成している。これにより、第２レンズ群Ｌ２の厚さの薄型化を図りつつ、屈折力を強めた際の球面収差と像面湾曲を良好に補正している。

さらに、第２レンズ群Ｌ２を構成する正レンズは高屈折率材料を用いることでペッツバール和の値を小さく抑え像面湾曲を良好に補正している。高ズーム比化と全系の小型化を図るには第２レンズ群Ｌ２の屈折力を強める必要があるが、正レンズに高屈折率材料をも用いることによって、高ズーム比化を図ったときの像面の平坦性を良好に維持している。

第３レンズ群Ｌ３は１枚の正レンズで構成している。各実施例ではフォーカシングを第３レンズ群Ｌ３で行っている。第３レンズ群Ｌ３が軽量化できるため迅速なフォーカスが容易となる。また第３レンズ群Ｌ３の正レンズは高屈折率材料とし、第３レンズ群Ｌ３の薄型化とペッツバール和を低減している。なお各実施例において任意のレンズ群を光軸と垂直な方向の成分を持つように移動させて結像位置を光軸に対し垂直方向に移動させる手ぶれ補正を行うようにしても良い。

さらに、本発明が提案するズームレンズは、歪曲収差と倍率色収差を含んだ電気信号を画像処理によって補正するシステム（結像位置）と合わせて使用しても良い。これによれば、全ズーム領域でさらに高い光学性能を得るのが容易となる。

次に本発明の各実施例の数値実施例を示す。各数値実施例において、ｉは物体側からの面の順序を示す。

数値実施例においてｒｉは物体側より順に第ｉ番目のレンズ面の曲率半径、ｄｉは物体側より順に第ｉ番目のレンズ厚及び空気間隔、ｎｄｉとνｄｉは各々物体側より順に第ｉ番目のレンズの材料のｄ線に対する屈折率、アッベ数である。また、もっとも像側の２面は水晶ローパスフィルタ、赤外カットフィルタ等のフィルタ部材である。バックフォーカスＢＦは最終面（フィルタ部材面）から像面までの距離で示している。レンズ全長は第１レンズ面から像面までの距離である。非球面形状は光軸方向にＸ軸、光軸と垂直方向にＨ軸、光の進行方向を正としＲを近軸曲率半径、Kを円錐定数、A4，A6，A8，A10，A12を各々非球面係数としたとき、

なる式で表している。また、［e+X］は［×10＋ｘ］を意味し、［e-X］は［×10-ｘ］を意味している。非球面は面番号の後に*を付加して示す。又前述の各条件式と数値実施例の関係を表１に示す。

［数値実施例1］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1* -244.000 0.70 1.84954 40.1
2* 7.400 1.88
3 9.022 1.45 1.92286 18.9
4 13.950 (d4)
5* 6.285 1.35 1.62263 58.2
6* -21.918 0.28
7(絞り) ∞ -0.18
8 11.300 2.10 1.80400 46.6
9 -4.980 0.40 1.64769 33.8
10 3.670 (d10)
11 67.232 1.55 1.69680 55.5
12 -17.500 (d12)
13 ∞ 0.95 1.51633 64.1
14 ∞ 0.78
像面 ∞

非球面データ
第1面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.27407e-004 A 6= 3.26078e-006 A 8=-1.64099e-007
A10= 2.83084e-009 A12=-1.72672e-011

第2面
K =-2.19503e-001 A 4= 1.62728e-004 A 6= 1.06193e-005 A 8=-2.48633e-007
A10= 1.45984e-009 A12= 6.10273e-011

第5面
K = 5.69257e-001 A 4=-1.14859e-003 A 6=-4.99588e-005 A 8=-1.33037e-006
A10=-3.24329e-008

第6面
K = 5.33718e+000 A 4= 3.99345e-004 A 6=-2.60507e-005

各種データ
ズーム比 4.71

焦点距離 5.15 14.58 24.23
Fナンバー 2.83 4.94 7.10
半画角（度） 32.91 14.89 9.09
像高 3.33 3.88 3.88
レンズ全長 35.71 31.28 37.25
BF 0.78 0.78 0.78

d 4 16.71 3.39 0.47
d10 5.00 14.12 23.19
d12 2.75 2.52 2.34

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長
1 1 -13.54 4.03
2 5 10.07 3.95
3 11 20.08 1.55


単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -8.44
2 3 24.25
3 5 7.99
4 8 4.56
5 9 -3.20
6 11 20.08

[数値実施例2]
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1* -200.369 0.70 1.84954 40.1
2* 7.341 1.88
3 9.027 1.45 1.92286 18.9
4 13.985 (d4)
5* 6.865 1.26 1.61881 63.9
6* -40.897 0.10
7* 7.420 2.27 1.83481 42.7
8 -5.252 0.34 1.73800 32.3
9 3.812 1.05
10(絞り) ∞ (d10)
11 49.186 1.55 1.71300 53.9
12 -20.077 (d12)
13 ∞ 0.80 1.51633 64.1
14 ∞ 0.78
像面 ∞

非球面データ
第1面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.93428e-004 A 6= 4.62720e-006 A 8=-2.39825e-007
A10= 3.89688e-009 A12=-2.57932e-011

第2面
K = 1.76121e-002 A 4= 1.59556e-004 A 6= 1.56727e-005 A 8=-6.44288e-007
A10= 1.96194e-008 A12=-3.58599e-010

第5面
K = 1.01292e+000 A 4=-4.98722e-004 A 6= 7.46824e-005 A 8=-3.05102e-006
A10=-8.70046e-008

第6面
K = 7.96479e+000 A 4= 6.28257e-004 A 6= 9.22628e-005 A 8=-8.70775e-006

第7面
K =-1.94418e-002 A 4=-7.50433e-005 A 6=-1.05487e-005 A 8=-6.37663e-006

各種データ
ズーム比 5.44

焦点距離 5.15 14.44 28.00
Fナンバー 3.50 5.50 7.10
半画角（度） 32.91 15.02 7.88
レンズ全長 35.57 31.53 40.34
BF 0.78 0.78 0.78

d 4 16.71 3.87 0.36
d10 3.94 13.17 25.80
d12 2.75 2.32 2.00

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -13.26
2 5 10.00
3 11 20.18

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -8.32
2 3 24.19
3 5 9.60
4 7 4.01
5 8 -2.95
6 11 20.18

[数値実施例３]
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1* -94.563 0.70 1.84954 40.1
2* 7.540 1.19
3 8.586 1.45 2.00272 19.3
4 13.178 (d4)
5* 6.302 1.26 1.69680 55.5
6* -129.551 0.10
7* 8.966 1.95 1.85135 40.1
8 -5.729 0.36 1.69895 30.1
9 3.847 1.05
10(絞り) ∞ (d10)
11 58.203 1.50 1.69680 55.5
12 -17.689 (d12)
13 ∞ 0.80 1.51633 64.1
14 ∞ 0.77
像面 ∞


非球面データ
第1面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.40761e-004 A 6= 6.45121e-006 A 8=-2.46671e-007
A10= 3.43030e-009 A12=-2.18708e-011

第2面
K =-1.35886e-002 A 4= 1.11873e-004 A 6= 1.71606e-005 A 8=-6.23979e-007
A10= 1.96950e-008 A12=-3.80446e-010

第5面
K = 9.35720e-001 A 4=-7.55875e-004 A 6= 3.49405e-005 A 8=-1.02020e-006
A10=-8.70046e-008

第6面
K =-5.07561e+002 A 4= 7.39165e-004 A 6= 1.55692e-005 A 8=-1.22381e-006

第7面
K = 8.02453e-001 A 4=-8.79521e-005 A 6=-5.20097e-005 A 8=-1.76970e-006

各種データ
ズーム比 5.84

焦点距離 5.13 16.42 30.00
Fナンバー 3.63 5.50 7.10
半画角（度） 32.98 13.28 7.36
レンズ全長 34.52 31.32 40.41
BF 0.77 0.77 0.77

d 4 16.71 3.16 0.33
d10 3.94 14.72 26.96
d12 2.75 2.32 2.00

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長
1 1 -13.40 3.34
2 5 9.77 4.72
3 11 19.63 1.50

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -8.19
2 3 21.22
3 5 8.66
4 7 4.37
5 8 -3.24
6 11 19.63

[数値実施例４]
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1* -48.511 0.70 1.88202 37.2
2* 8.016 0.98
3 10.412 1.45 2.14352 17.8
4 18.940 (d4)
5* 6.663 1.26 1.85135 40.1
6* -480.964 0.10
7* 6.245 1.30 1.85135 40.1
8 -29.629 0.40 1.84666 23.8
9 3.771 1.05
10(絞り) ∞ (d10)
11* 45.533 1.25 1.88202 37.2
12* -28.426 (d12)
13 ∞ 1.20 1.51633 64.1
14 ∞ 0.78
像面 ∞

非球面データ
第1面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.42472e-004 A 6= 5.97863e-006 A 8=-2.37081e-007
A10= 3.47991e-009 A12=-2.25759e-011

第2面
K =-7.03070e-001 A 4= 1.89888e-004 A 6= 2.35345e-005 A 8=-1.02266e-006
A10= 3.01242e-008 A12=-4.31911e-010

第5面
K = 7.46357e-001 A 4=-6.34087e-004 A 6= 5.47762e-005 A 8=-1.04910e-005
A10=-8.70046e-008

第6面
K = 2.09038e+004 A 4=-1.38720e-004 A 6=-2.32421e-005 A 8=-4.01514e-006

第7面
K =-1.11610e+000 A 4= 2.89608e-004 A 6=-1.16973e-004 A 8= 9.31385e-006

第11面
K =-4.17513e+002 A 4= 2.54230e-004 A 6=-2.03919e-005 A 8= 2.16527e-007

第12面
K = 4.15534e+000 A 4=-9.99102e-005 A 6=-4.64186e-006 A 8=-5.65051e-008

各種データ
ズーム比 5.39

焦点距離 5.16 10.83 27.83
Fナンバー 3.50 5.50 7.10
半画角（度） 32.18 19.69 7.93
像高 3.25 3.88 3.88
レンズ全長 33.86 28.80 38.06
BF 0.78 0.78 0.78

d 4 16.71 6.38 0.61
d10 3.94 9.41 24.99
d12 2.75 2.54 2.00


ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長
1 1 -13.67 3.13
2 5 9.79 4.11
3 11 20.00 1.25

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -7.75
2 3 18.54
3 5 7.73
4 7 6.16
5 8 -3.93
6 11 20.00

前述の各条件式と数値実施例における諸数値の関係を表１に示す。

次に本発明のズームレンズを撮影光学系として用いたデジタルカメラ（光学機器）の実施形態を図９を用いて説明する。図９において、２０はデジタルカメラ本体、２１は上述の実施形態のズームレンズによって構成された撮影光学系、２２は撮影光学系２１によって形成された像を受光するＣＣＤ等の撮像素子（固体撮像素子）である。２３は撮像素子２２が受光した被写体像を記録する記録手段、２４は不図示の表示素子に表示された被写体像を観察するためのファインダーである。

上記表示素子は液晶パネル等によって構成され、撮像素子２２上に形成された被写体像が表示される。また本発明のズームレンズはクイックリターンミラーのないミラーレスのデジタル一眼レフカメラにも適用することができる。このように本発明のズームレンズをデジタルカメラ等の光学機器に適用することにより、小型で高い光学性能を有する光学機器を実現している。

Ｌ１ 第１レンズ群 Ｌ２ 第２レンズ群 Ｌ３ 第３レンズ群

Claims (12)

1. 物体側より像側へ順に配置された、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群からなり、ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化するズームレンズにおいて、前記第２レンズ群は、物体側より像側へ順に配置された、正レンズ、正レンズと負レンズを接合した接合レンズからなり、前記第３レンズ群は、１枚の正レンズからなり、
   前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、望遠端における全系の焦点距離をｆＴ、全系に含まれる正レンズの材料の屈折率の平均値をＮｐａｖｅ、全系に含まれる全ての正レンズの材料のアッベ数の平均値をνｐａｖｅとしたとき、
   ０．１００＜ｆ２／ｆＴ＜０．４２５
   １．７５＜Ｎｐａｖｅ＜２．５０
   ３０＜νｐａｖｅ＜４５
   なる条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
2. 前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３とするとき、
   ０．５＜ｆ３／ｆＴ＜１．０
   なる条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
3. 前記第１レンズ群と前記第３レンズ群の焦点距離を各々ｆ１、ｆ３とするとき、
   ０．３＜｜ｆ１／ｆ３｜＜０．７
   なる条件式を満足することを特徴とする請求項１又は２に記載のズームレンズ。
4. 物体側より像側へ順に配置された、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群からなり、ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化するズームレンズにおいて、前記第２レンズ群は、物体側より像側へ順に配置された、正レンズ、正レンズと負レンズを接合した接合レンズからなり、
   前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３、望遠端における全系の焦点距離をｆＴ、全系に含まれる正レンズの材料の屈折率の平均値をＮｐａｖｅとしたとき、
   ０．１００＜ｆ２／ｆＴ＜０．４２５
   １．７５＜Ｎｐａｖｅ＜２．５０
   ０．５＜ｆ３／ｆＴ＜１．０
   なる条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
5. 物体側より像側へ順に配置された、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群からなり、ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化するズームレンズにおいて、前記第２レンズ群は、物体側より像側へ順に配置された、正レンズ、正レンズと負レンズを接合した接合レンズからなり、
   前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３、望遠端における全系の焦点距離をｆＴ、全系に含まれる正レンズの材料の屈折率の平均値をＮｐａｖｅとしたとき、
   ０．１００＜ｆ２／ｆＴ＜０．４２５
   １．７５＜Ｎｐａｖｅ＜２．５０
   ０．３＜｜ｆ１／ｆ３｜＜０．７
   なる条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
6. 全系に含まれる全ての正レンズの材料のアッベ数の平均値をνｐａｖｅとするとき、
   ３０＜νｐａｖｅ＜４５
   なる条件式を満足することを特徴とする請求項４または５に記載のズームレンズ。
7. 前記第３レンズ群は、１枚の正レンズからなることを特徴とする請求項４または５に記載のズームレンズ。
8. 前記第２レンズ群の広角端における結像倍率をβ２ｗ、前記第２レンズ群の望遠端における結像倍率をβ２ｔとするとき、
   ４．５５＜β２ｔ／β２ｗ＜８．００
   なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のズームレンズ。
9. 全系に含まれる全ての正レンズの焦点距離の平均値をｆｐａｖｅ、全系に含まれる全ての負レンズの焦点距離の平均値をｆｎａｖｅとするとき、
   １．０＜｜ｆｐａｖｅ／ｆｎａｖｅ｜＜２．６
   なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のズームレンズ。
10. 前記第２レンズ群に含まれる接合レンズの接合レンズ面の曲率半径をＲ２ｃとするとき、−１．１０＜Ｒ２ｃ／ｆＴ＜−０．０５
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載のズームレンズ。
11. 前記第１レンズ群は、１枚の負レンズと１枚の正レンズを有することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のズームレンズ。
12. 請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のズームレンズと、該ズームレンズによって形成される像を受光する固体撮像素子とを有することを特徴とする撮像装置。